CN100413323C

CN100413323C - 数字影像系统的一阶曲线编码方法及其装置

Info

Publication number: CN100413323C
Application number: CNB2005100917740A
Authority: CN
Inventors: 姜志伟
Original assignee: Quanta Computer Inc
Current assignee: Quanta Computer Inc
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2025-08-17
Also published as: CN1917586A

Abstract

本发明提供一种转换装置，根据一转换曲线用以将一第一影像转换为一第二影像，第一影像包含多个像素，转换装置包含一区隔模块、一第一转换模块、一调整模块以及一第二转换模块。区隔模块根据一预定值，用以将转换曲线转换成多个子曲线。第一转换模块根据多个子曲线，用以产生对应的多条直线。调整模块根据多个子曲线、多条直线以及一预定标准值，用以调整多条直线并产生多条近似直线。第二转换模块根据多条近似直线与第一影像的多个像素，以产生第二影像。

Description

数字影像系统的一阶曲线编码方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种转换装置，特别是涉及将一第一影像转换为一第二影像的转换装置。

背景技术

于影像讯号的处理技术中，Gamma转换常常被利用作为影像讯号亮度补偿的方法，而一般的Gamma转换皆是使用对照表的形式，将影像画面中每一个像素相对应的转换值预先存入对照表中，于输入欲进行转换的影像画面时，再通过查表的方式，将每个影像画面的像素进行转换，如此则可输出正确的影像画面，但利用此种方法进行Gamma转换，必须预先将每个影像画面相对应的转换值储存于对照表中，所以此种方法必须使用庞大的内存空间，才能实现Gamma转换的效果。

例如，当要将一具有N位的影像画面进行单一Gamma转换时，必须使用到N*2ⁿ⁺¹位的内存空间储存对照表，才能完成影像画面的Gamma转换，因此，如何解决进行Gamma转换时，因为必须储存对照表，而使用庞大的内存空间的问题，已经成为一重要的课题。

于美国专利第5706058号所披露的技术中，尝试将对照表分为两个内存空间较小的对照表，如此虽然可以减少进行Gamma转换时所需的内存空间，但是此种方法却只能适用于单一Gamma系数的转换，如果要将影像画面进行其它系数的Gamma转换则无法使用，因此此种方法在使用上会受到限制。

而于美国专利第5990949号所披露的技术中，尝试利用预览或者速阅的方式去比对对照表，但是要实现该种方法，则必须再使用另一个对照表，才能实现该方法。

此外现有技术中亦有利用运算的方式来进行Gamma转换，例如美国专利第5818521号所披露的技术中，即是利用二阶的方程式进行Gamma转换的运算，并且利用实际的电路，达到将影像画面进行Gamma转换的功效，但是利用此种方法的电路，必须使用到许多乘法器来进行二阶运算，而利用太多的乘法器会造成计算速度缓慢，电路的体积庞大，另外成本也较为昂贵。

因此本发明的主要目的是提供一种转换装置，以克服上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种转换装置，可根据一转换曲线将一第一影像转换为一第二影像。

根据本发明的转换装置，转换装置根据一转换曲线用以将一第一影像转换为一第二影像，第一影像包含多个像素，转换装置包含一区隔模块、一第一转换模块、一调整模块以及一第二转换模块。区隔模块根据一预定值，用以将转换曲线转换成多个子曲线，每一近似直线可表示成y＝A_i*x_i+B_i，其中A_i为该近似直线的斜率，B_i为该近似直线的截距，x_i表示为该多个像素中一第一像素的亮度值，而x_i为该近似直线包含的2^j点的总和，j为一整数。第一转换模块根据多个子曲线，用以产生对应的多条直线。调整模块根据多个子曲线、多条直线以及一预定标准值，用以调整多条直线并产生多条近似直线。第二转换模块根据多条近似直线与第一影像的多个像素，以产生第二影像。

本发明的转换装置，区隔模块将转换曲线换成多个子曲线，第一转换模块再根据该多个子曲线产生对应的多条直线，接着利用调整模块调整该多条直线，产生多条近似直线，第二转换模块再根据多条近似直线与该第一影像的该多个像素，以产生该第二影像。藉由此种方法可以将二阶的转换曲线调整为多条一阶的直线，再根据多条直线去做影像的转换动作，由于二阶运算电路必需使用乘法器才能实行，而本方法只需进行一阶的运算，使用运算逻辑简单的位移器及加法器即可实行，如此可以节省系统进行运算的时间，且电路也较为简单，所需耗费的成本也相对的降低。

关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

附图说明

图1为本发明的转换装置的系统方块图。

图2为本发明的转换曲线以及多条近似直线的示意图。

图3为本发明的转换装置中判断模块进行比较最大距离的示意图。

图4为本发明一种转换方法的步骤流程图。

图5为本发明的转换方法中产生多条近似直线的步骤流程图。

图6为本发明的转换方法中产生第二影像的步骤流程图。

附图符号说明

10：转换装置 11：第一影像

12：区隔膜组 13：第二影像

14：第一转换模块 16：调整模块

18：第二转换模块 20：判断模块

22：近似模块 24：储存模块

26：转换模块 30：转换曲线

32：近似直线 34：第一子曲线

40：第一直线 44：节点

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1为本发明的转换装置10的系统方块图。图2为本发明的转换曲线30以及多条近似直线32的示意图。如图1及图2所示，本发明为一种转换装置10，转换装置10根据一转换曲线30用以将一第一影像11转换为一第二影像13，其中第一影像11包含多个像素，转换装置10包含一区隔模块12、一第一转换模块14、一调整模块16以及一第二转换模块18。

区隔模块12根据一预定值，用以将转换曲线30转换成多个子曲线。

第一转换模块14根据多个子曲线，用以产生对应的多条直线。

调整模块16根据多个子曲线、多条直线以及一预定标准值，用以调整多条直线并产生多条近似直线32。其中多条近似直线中每一近似直线可表示成：

y＝A_i*x_i+B_i，其中x_i表示为多个像素中一第一像素的亮度值，而A_i包含至少一个2^j的总和，而j为一整数。本实施例中，A_i包含至少一个2^j的总和，此动作可将本表示式利用简单的位移器及加法器来实现实际的硬件电路。

请参阅图1、图2以及图3，图3为本发明的转换装置10中判断模块20进行比较最大距离的示意图。其中调整模块16包含一判断模块20以及一近似模块22。如图3所示，判断模块20比较预定标准值和多个子曲线中的一第一子曲线34与多条直线中一第一直线40间的一最大距离42，用以产生一转换参数。近似模块22根据转换参数，用以将第一直线转换成对应于多条近似直线32中的一第一近似直线。其中近似模块22可调整第一直线40所对应的一组节点44，以产生第一近似直线40。

于本实施例中，近似模块22重新调整第一直线40所对应的一组节点44，藉由调整该组节点44重新产生第一近似直线，使第一近似直线趋近第一子曲线34，如此当使用第一近似直线取代第一子曲线34进行影像转换时，才能将误差减至最小。而于另一实施例中，近似模块22可重新选取第一直线40所对应的该组节点44，藉由该组节点44的改变，进而产生新的第一近似直线。以上两个实施例的目的，皆是在调整第一近似直线，并且使第一近似直线趋近第一子曲线34，如此以增加影像转换的准确性。

第二转换模块18根据多条近似直线与第一影像11的多个像素，以产生第二影像13。其中第二转换模块18包含一储存模块24以及一运算模块26，储存模块24储存多条近似直线中每一条近似直线的A_j与B_j。运算模块26则根据每一条近似直线的A_i与B_i与多个像素，以产生第二影像13。

请参阅图4，图4为本发明一种转换方法的步骤流程图。如图4所示，本发明为一种转换方法，该转换方法根据一转换曲线将一第一影像转换为一第二影像，第一影像包含多个像素，转换方法包含下列步骤：

S50：根据一预定值，将转换曲线转换成多个子曲线；

S52：根据多个子曲线，产生对应的多条直线；

S54：根据多个子曲线、多条直线以及一预定标准值，调整多条直线并产生多条近似直线；以及

S56：根据多条近似直线与第一影像的多个像素，产生第二影像。

其中多条近似直线中每一近似直线可表示成：

y＝A_i*x_i+B_i，其中x_i表示为多个像素中一第一像素的亮度值，而A_i包含至少一个2^j的总和，而j为一整数。

请参阅图5，图5为本发明的转换方法中产生多条近似直线的步骤流程图。如图5所示，步骤S54还包含：

S542：比较预定标准值和多个子曲线中的一第一子曲线与多条直线中一第一直线间的一最大距离，以产生一转换参数；以及

S544：根据转换参数，将第一直线转换成对应于多条近似直线中的一第一近似直线。其中步骤S544调整第一直线所对应的一组节点，以产生第一近似直线。

请参阅图6，图6为本发明的转换方法中产生第二影像的步骤流程图。如图6所示，其中步骤S56包含：

S562：储存多条近似直线中每一条近似直线的A_i与B_i；以及

S564：根据每一条近似直线的A_i与B_i与多个像素，产生第二影像。

本发明提供一种转换装置，将转换曲线换成多个子曲线，再根据该多个子曲线产生对应的多条直线，接着调整该多条直线，产生多条近似直线，再根据多条近似直线与第一影像的多个像素，产生第二影像。藉由此种方法可以将原本为二阶的转换曲线调整为一阶的多条直线，利用多条直线去趋近转换曲线，产生多条近似曲线，即可将转换曲线表示成多条近似曲线的形式，再根据多条近似曲线去做影像的转换动作，由于二阶运算的电路必需使用乘法器才能实行，而本方法只需使用一阶运算，因此本发明的电路只需使用位移器及加法器做简单的运算即可以实行，如此可以节省系统进行运算的时间，加快处理的速度，且电路也较为简单，所需耗费的成本也相对的降低。

藉由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所披露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明的权利要求的范畴内。

Claims

1. 一种转换装置，该转换装置根据一转换曲线用以将一第一影像转换为一第二影像，该第一影像包含多个像素，该转换装置包含：

一区隔模块，该区隔模块根据一预定值，用以将该转换曲线转换成多个子曲线；

一第一转换模块，该第一转换模块根据该多个子曲线，用以产生对应的多条直线；

一调整模块，该调整模块根据该多个子曲线、该多条直线以及一预定标准值，用以调整该多条直线并产生多条近似直线，每一近似直线可表示成y＝A_i*x_i+B_i，其中A_i为该近似直线的斜率，B_i为该近似直线的截距，x_i表示为该多个像素中一第一像素的亮度值，而x_i为该近似直线包含的2^j点的总和，j为一整数；以及

一第二转换模块，该第二转换模块根据该多条近似直线与该第一影像的该多个像素，以产生该第二影像。

2. 如权利要求1所述的调整装置，其中该调整模块包含：

一判断模块，该判断模块比较该预定标准值和该多个子曲线中的一第一子曲线与该多条直线中一第一直线间的一最大距离，用以产生一转换参数；以及

一近似模块，该近似模块根据该转换参数，用以将该第一直线转换成对应于该多条近似直线中的一第一近似直线。

3. 如权利要求2所述的调整装置，其中该近似模块调整该第一直线所对应的一组节点，以产生该第一近似直线。

4. 如权利要求1所述的调整装置，其中该第二转换模块包含：

一储存模块，该储存模块储存该多条近似直线中每一条近似直线的A_i与B_i；以及

一运算模块，该运算模块根据每一条近似直线的A_i与B_i与该多个像素，以产生该第二影像。

5. 一种转换方法，该转换方法根据一转换曲线将一第一影像转换为一第二影像，该第一影像包含多个像素，该转换方法包含下列步骤：

(a)根据一预定值，将该转换曲线转换成多个子曲线；

(b)根据该多个子曲线，产生对应的多条直线，每一近似直线可表示成y＝A_i*x_i+B_i，其中A_i为该近似直线的斜率，B_i为该近似直线的截距，x_i表示为该多个像素中一第一像素的亮度值，而x_i为该近似直线包含的2^j点的总和，j为一整数；

(c)根据该多个子曲线、该多条直线以及一预定标准值，调整该多条直线并产生多条近似直线；以及

(d)根据该多条近似直线与该第一影像的该多个像素，产生该第二影像。

6. 如权利要求5所述的转换方法，其中步骤(c)包含：

(c1)比较该预定标准值和该多个子曲线中的一第一子曲线与该多条直线中一第一直线间的一最大距离，以产生一转换参数；以及

(c2)根据该转换参数，将该第一直线转换成对应于该多条近似直线中的一第一近似直线。

7. 如权利要求6所述的转换方法，其中该步骤(c2)调整该第一直线所对应的一组节点，以产生该第一近似直线。

8. 如权利要求5所述的调整方法，其中步骤(d)包含：

(d1)储存该多条近似直线中每一条近似直线的A_i与B_i；以及

(d2)根据每一条近似直线的A_i与B_i与该多个像素，产生该第二影像。